有限状态机

有限状态机 (Finite-state machine, FSM)，又称有限状态自动机（Finite-state automaton，FSA），简称状态机。是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。

状态机的组成

状态机由4部分组成：

• 状态集合：用于存储状态
• 初始状态：在状态机启动时确定的状态
• 转移函数：描述了状态转移的规则
• 终止状态：满足某些条件时，状态机停止的状态

状态机的分类

状态机分为两种：

• 有限状态自动机：输入的字符串可以划分为接受和不接受两类
• 有限状态转移系统：输入的字符串可以划分为多个状态

状态机的应用

状态机在网络协议解析、编译器、计算机图形学等领域有广泛的应用。

在编程中，状态机常常被用来处理串行数据传输，例如串口通信、网络协议等。

实现状态机

状态机可以用代码来实现。下面是一个简单的示例代码：

class FSM:
    def __init__(self, state):
        self.state = state

    def transition(self, event):
        if self.state == "A":
            if event == "a":
                self.state = "B"
            elif event == "b":
                self.state = "C"
        elif self.state == "B":
            if event == "a":
                self.state = "D"
            elif event == "b":
                self.state = "C"
        elif self.state == "C":
            if event == "a":
                self.state = "B"
            elif event == "b":
                self.state = "E"
        elif self.state == "D":
            if event == "a":
                self.state = "D"
            elif event == "b":
                self.state = "E"
        elif self.state == "E":
            pass

if __name__ == "__main__":
    fsm = FSM("A")
    event_list = ["a", "b", "a", "a", "b"]
    for event in event_list:
        fsm.transition(event)
    print(fsm.state)

上面的代码演示了一个简单的状态机，这个状态机有5个状态（A、B、C、D、E）。在执行状态转移时，将传递事件字符串作为参数传递给状态机，状态机将使用转移函数确定状态的下一个状态。

在代码实现状态机时，需要明确状态的数量、初始状态、转移规则和终止状态，这样才能正确地实现状态机。